Tugas Struktur Beton Prategang

Nama : Yuri Pradita Adhar

TUGAS STRUKTUR BETON PRATEGANG

NPM

: 113130168

Kelas

: 4F

1. Perbedaan Antara Beton Prategang dengan Beton Konvensional A. BETON KONVENSIONAL Beton bertulang atau beton konvensional adalah beton yang di dalamnya terkandung batang tulangan yang direncanakan berdasarkan anggapan bahwa kedua bahan tersebut bekerja sama dalam memikul beban (PBI 1971). Pada beton bertulang seluruh pembebanan dipikul bersama - sama oleh penampang beton tertekan dan tulangan tarik. Akan tetapi apabila pada daerah tertarik beton konvensional mengalami retak, daerah ini tidak akan dapat lagi berfungsi untuk memikul beban. Sehingga seluruh beban akan dipikul oleh penampang beton tertekan yang masih utuh bersama tulangan tarik yang berfungsi mengambil alih tegangan tarik yang sudah tidak dapat lagi dipikul oleh beton. Dan transfer tegangan tarik dari beton ke tulangan pada beton konvensional tercipta karena adanya ikatan antara tulangan dan beton.

B. BETON PRATEGANG Merupakan integrasi teknologi bahan beton bertulang dalam menggabungkan bahan beton mutu tinggi dan baja mutu tinggi untuk menghasilkan bahan komposit lanjutan yang dapat bekerja secara efektif merata pada suatu penampang struktur dalam melawan gaya-gaya baik dalam tekan maupun tarikan yang sama baiknya secara bersamaan Sedangkan definisi yang diberikan oleh Komisi ACI (American Concrete Institute) mengenai beton prategang yaitu “Beton prategang adalah beton yang mengalami tegangan internal dengan besar dan distribusi sedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi sampai batas tertentu tegangan yang terjadi akibat beban eksternal”.

Beton Bertulang Konvensional

Beton Prategang

Beton + tulangan baja normal

Beton & baja mutu tinggi

Penampang tidak efektif

Penampang efektif bekerja

Mengalami retak

Tanpa retak

Gaya geser yang besar > sengkang

Sengkang tidak menentukan > dapat dipikul oleh kelengkungan kabel

Penampang gemuk / lebar > berat

Penampang ramping > ringan

Struktur lebih berat

Berat menjadi lebih ekonomis

Penggunaan beton mutu tinggi menghasilkan tulangan yang banyak

>

Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat yg berkurang

Tulangan tidak memberikan kontribusi Gaya prategang memberikan kontribusi terhadap terhadap lendutan perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup Korosi terjadi akibat retak beton

Tanpa retak >> tidak terjadi korosi

Beban repetisi tidak mempengaruhi Beban repetisi mempengaruhi tulangan prategang tulangan pada umur struktur dan umur struktur Proses produksi >> konvensional, lebih Proses produksi >> metoda khusus / rumit, lebih murah, penggunaan alat serta pekerja lebih mahal, penggunaan alat dan skill pekerja khusus dan sedikit dan supervisi yang konvensional supervisi yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi Keruntuhan struktur tanpa peringatan

Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat terdeteksi

Keuntungan Beton Prategang 

Dapat memikul beban lentur yang lebih besar dari beton bertulang.



Dapat dipakai pada bentang yang lebih panjang dengan mengatur defleksinya.



Kelebihan geser dan puntirnya bertambah dengan adanya penegangan.



Dapat dipakai pada rekayasa kontruksi tertentu, misalnya pada kontruksi jembatan segmen



Berbagai kelebihan lain pada penggunaan struktur khusus, seperti struktur plat dan cangkang, struktur tangki, struktur pracetak dan lain-lain.



Pada penampang yang diberi penegangan, tegangan tarik dapat dieleminasi karena besarnya gaya tekan disesuaikan dengan beban yang akan diterima.



Biaya pemeliharaan beton prategang lebih kecil, karena tidak adanya retak-retak pada kondisi beban kerja (terhindar dari bahaya korosi).



Kedap air, cocok untuk pipa dan tangki



Terhindarnya retak terbuka di daerah tarik, jadi lebih tahan terhadap keadaan korosif.



Jumlah berat baja prategang jauh lebih kecil dibandingkan jumlah berat besi beton biasa.



Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.



Mampu memikul beban yang berat



Tahan terhadap temperatur yang tinggi



Kekuatan pada umur 28 hari, minimal 70% dari kekuatan yang sebenarnya.



Tidak mengalami pembususkan



Kuat tekan tinggi

Kerugian Beton Prategang •

Memerlukan peralatan khusus seperti tendon, angkur, mesin penarik kabel, dll yang memerlukan biaya tambahan

•

Memerlukan keahlian khusus baik dalam perencanaan maupun pelaksanaannya.

•

Dituntut kualitas bahan yang lebih tinggi (pemakaian beton dan baja mutu yang lebih tinggi), yang harganya lebih mahal.

•

Bentuk yang telah dibuat sulit diubah Berat

•

Daya pantul suara yang besar

•

Nilai kuat tekan beton dengan kuat tariknya tidak berbanding lurus. Setiap usaha perbaikan mutu kekuatan tekan hanya disertai oleh peningkatan yang kecil dari kuat tariknya.

•

Membutuhkan cetakan sebagai media pembentuk beton.

•

Beton yang sudah jadi tidak bisa didaur ulang.

•

Jika didiamkan akan langsung mengeras. Ini menyulitkan para kontraktor untuk tetap membuat beton segar

Teknologi beton prategang yang dikembangkan dari beton konvensional juga berdasarkan bahwa beton sangat kuat menahan gaya tekan dan memiliki tegangan tekan hancur sangat tinggi namun sangat lemah dalam menahan gaya tarik. Pada beton prategang rendahnya kapasitas kuat tarik tersebut diatasi dengan mengkombinasikan beton berkekuatan tinggi dan baja mutu-tinggi secara “aktif” dengan cara menarik baja tersebut dan menahannya ke beton sehingga membuat beton dalam keadaan tertekan. Penarikan baja tersebut dilakukan sebelum beban mati dan beban hidup bekerja pada beton sehingga pada awalnya(pra) beton dalam keadaan tertekan yang bertujuan untuk mengimbangi tegangan tarik yang ditimbulkan oleh beban – beban tersebut supaya dapat dieliminir atau bahkan dihilangkan sama sekali, oleh karena itu disebut prategang(Prestressed). Jadi pada beton konvensional maupun beton prategang memiliki prinsip utama yang sama yaitu bahwa tulangan ditempatkan pada daerah yang nantinya akan mengalami tegangan tarik akibat beban. Hanya saja pada beton konvensional tulangan berfungsi mengambil alih tegangan tarik yang sudah tidak dapat lagi dipikul oleh beton, sedangkan pada beton prategang tulangan (tendon) berfungsi menciptakan tegangan awal yang nantinya harus mengimbangi tegangan Tarik akibat beban.

2. Pretensioned Prestressed Concrete (pra tarik) dan Post-tensioned Prestress Concrete (pasca tarik). A. Pretensioned Prestressed Concrete (pra tarik) Pada cara ini, tendon pertama-tama ditarik dan diangkur pada abutmen tetap. Beton dicor pada cetakan yang sudah disediakan dengan melingkupi tendon yang sudah ditarik tersebut. Jika kekuatan beton sudah mencapai yang disyaratkan maka tendon dipotong atau angkurnya dilepas. Pada saat baja yang ditarik berusaha untuk berkontraksi, beton akan tertekan. Pada cara ini tidak digunakan selongsong tendon. Cara ini sering digunakan di

laboratorium atau pabrik beton pracetak (PreCast Prestressed Concrete) dimana terdapat lantai penahan tarikan yang tetap atau di lapangan dimana dinding penahan dapat dibuat secara ekonomis. Langkah–langkah sistem pemberian gaya prategang secara pratarik yaitu : a. Tendon diregangkan diatas landasan (stressing bed) pracetak berupa slab beton dengan lay out yang disesuaikan menurut perencanaan dan dipasang atau diangker ke dinding penahan (bulkhead) yang didesain untuk menahan gaya prategang yang besar. Tegangan ijin maksimum terhadap gaya prategang yang diberikan pada tendon menurut peraturan ACI dan AASHTO adalah sebesar 94 % dari kuat leleh tendon tetapi tidak lebih besar daripada yang terkecil antara 80 % kuat tariknya dengan nilai maksimum yang disarankan oleh pembuat jangkar atau tendon prategang. b. Kemudian beton dicor dengan menuangkan adukan beton yang telah disiapkan sesuai dengan spesifikasi dan mutu yang direncanakan ke dalam bekisting yang mengelilingi tendon. c. Setelah beton mengeras dan mencapai tingkat kekuatan tertentu, pada umumnya sekitar 1@2 hari, baru tendon dipotong pada kedua ujungnya. Pada kondisi awal ini beton harus mampu memikul tegangan yang diakibatkan oleh gaya

prategang,

sedangkan

tegangan akibat berat sendiri gelagar pada umumnya tidak terlalu berpengaruh dikarenakan konstruksi ini dikerjakan di pabrik dan balok bertumpu pada seluruh bentangnya. Ketika tendon dipotong, transfer (peralihan) gaya prategang dari tendon kepada beton terjadi karena ikatan atau lekatan (bond) antara tendon dengan beton. Keadaan ini merupakan keadaan yang paling kritis yang dihadapi oleh beton maupun tendon karena keduanya memikul tegangan tertinggi yang akan terjadi selama waktu manfaat struktur tersebut. Gaya prategang yang diberikan mengakibatkan beton dalam keadaan tertekan dan memendek jika letak tendon konsentris yaitu berada pada titik berat penampang beton (cgc-center gravity of concrete) atau cenderung

melengkung apabila tendon diletakkan diatas atau dibawah titik berat penampang (eksentris). d. Dan setelah memenuhi persyaratan serta cukup kuat untuk dipindahkan, beton dilepas dari bekistingnya dan landasan kerja siap untuk digunakan lagi. Batasan yang diberikan ACI terhadap tegangan atau tegangan ijin maksimum yang terjadi sesaat setelah transfer gaya prategang pada bagian serat terluar yang mengalami tegangan tekan adalah sebesar 0,6 f’ci dan pada bagian serat terluar yang mengalami tegangan tarik sebesar 3√f’ci kecuali pada ujung balok yang ditumpu sederhana sebesar 6√f’ci. Apabila tegangan tarik yang dihitung melebihi nilai yang tercantum, maka penulangan lekatan tambahan baik non prategang ataupun prategang harus digunakan untuk menahan gaya tarik total yang dihitung dengan asumsi penampang tak retak.

B. Post-tensioned Prestress Concrete (pasca tarik) Dengan cara yang sudah disediakan, beton di cor disekeliling selongsong (ducts). Posisi selongsong diatur sesuai dengan bidang momen dari struktur. Biasanya baja tendon tetap berada didalam selongsong selama pengecoran. Jika beton sudah mencapai kekuatan tertentu, tendon ditarik. Tendon bisa ditarik disatu sisi dan sisi yang lain diangkur. Atau tendon ditarik di dua sisi dan diangkur secara bersamaan. Beton menjadi tertekan setelah pengangkuran. sistem

pemberian gaya prategang pada beton yang metodenya dilakukan dengan cara menarik baja prategang (tendon) setelah balok dicor dan mencapai sebagian besar dari kuat betonnya. Adapun

langkah–langkah pemberian gaya prategang secara pasca tarik dibagi menjadi

beberapa tahap : a. Bekisting untuk beton prategang dipasang bersama dengan pipa saluran (duct) yang akan digunakan untuk menempatkan tendon dan di susun sedemikian rupa agar tata letak atau lay out pipa saluran tersebut membentuk desain tertentu sesuai dengan momen lawan yang akan diciptakan. b. Kemudian beton dicor dengan menuangkan adukan beton yang telah disiapkan sesuai dengan spesifikasi dan mutu yang direncanakan ke dalam bekisting, dan pipa saluran dijaga agar tidak kemasukan adukan tersebut. Setelah itu dilakukan perawatan terhadap beton selama beberapa waktu hingga mencapai sebagian besar kekuatan betonnya. c. Tendon dimasukkan ke dalam pipa saluran (duct) yang telah disiapkan sebelumnya dan diangkur mati pada salah satu ujungnya, lalu tendon ditarik dengan menggunakan dongkrak hidrolik pada ujung yang lain untuk mendapatkan gaya prategang pada tendon sesuai dengan besar gaya prategang yang direncanakan. Pemberian gaya prategang pada

konstruksi ini dilakukan di lapangan dan transfer (peralihan) tegangan dari tendon ke beton terjadi karena penjangkaran pada ujung penampang beton. Di kondisi awal ini beton harus mampu memikul tegangan yang diakibatkan oleh gaya prategang dan berat sendiri gelagar. Pada sistem pasca tarik kehilangan tegangan sudah terjadi sejak penarikan tendon dimulai yang diakibatkan oleh angkur slip, geekan antara tendon dengan pipa saluran (duct), dan perpendekan elastism beton jika terdapat lebih dari satu tendon dengan penarikan yang dilakukan secara berurutan. Tegangan ijin maksimum yang diberikan sama dengan tegangan – tegangan ijin maksimum pada beton prategang pratarik baik pada saat transfer tegangan maupun pada saat kondisi beban kerja setelah semua kehilangan tegangan terjadi. d. Pada pipa saluran tempat tendon diletakkan masih terdapat rongga di sekeliling tendon, oleh karena itu perlu diisi dengan bahan suntikan semen (grouting) yang sesuai untuk memberikan proteksi permanent dan meningkatkan lekatan antara tendon dengan beton di sekelilingnya. Dan jika tidak direkatkan dengan grouting perlindungan pada tendon pasca – tarik harus dilakukan dengan melapisinya dengan bahan pelindung seperti minyak atau bahan – bahan lainnya. Metode pemberian prategang seperti ini dapat dipakai pada elemen – elemen baik beton pracetak (precast) yang dibuat di pabrik maupun beton yang dicetak ditempat (cast in place)

Akan tetapi

banyak juga yang menggunakan kombinasi antara kedua sistem tersebut dengan jalan membuat konstruksi secara segmental atau terpisah menggunakan sistem pracetak baru kemudian menyatukannya di lapangan dan pemberian gaya prategangnya dilakukan dengan metode pasca tarik